高压旋喷桩在堤防大坝防渗中的应用

高压旋喷桩在堤防大坝防渗中的应用
摘要：在近年的堤防大坝防渗处理施工中，高压旋喷桩施工技术以其优越的适
应性和经济性，在堤防大坝工程中的应用越来越普遍。

本文主要对高压旋喷桩在
堤防大坝防渗中的应用作具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以
借鉴和启发。

关键词：高压旋喷桩；堤防大坝；防渗应用
引言
某堤防大坝处于湿陷性黄土地区，受地质条件、水毁灾害等诸多因素影响，
自建成通车以来，病害发生率较高，堤防养护部门经过多次维修，效果一直不理想。

局部已陆续出现沉陷、防排水设施损毁、坝体网裂、坑槽等病害。

高压旋喷
桩是用高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体，适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。

经过调查对比各种施工方案最终对沉陷较为严重采取高
压旋喷桩处理方案。

1高压旋喷桩施工技术简介
高压旋喷桩施工技术简介主要涉及原理和特点两个方面。

首先是技术原理。

高压旋喷桩工艺是在水泥搅拌桩施工技术的基础上发展而来的，通过改进注浆设
备实现向层定向喷注高压水泥浆，并且由钻头带动喷射装置旋转、提升，将高压
射流切削和冲击下来的与水泥浆拌合均匀，进而固化形成桩体。

并且在其固化过
程中部分水泥浆会沿桩体周边层的孔隙扩散，不仅可以通过桩体自身赋予地基稳
固的承载力，还通过挤压、固定桩周土体使高压旋喷桩和桩间土体成为相对稳定
的受力结构，让复合桩基具有足够的抗剪性能并预防堤防大坝的基础沉降。

其次
是工艺特点。

高压旋喷桩施工工艺相对简单，桩体可以根据土层结构等因素设计
为垂直、水平或倾斜状，桩径与桩长分别可达2m和40m。

由于采用高压射流工
艺完成注浆，因此高压旋喷桩的强度指标可以满足堤防大坝的地基处理要求，并
且与水泥搅拌桩相比，其施工效率更高且成桩质量易控制。

此外，由于高压旋喷
桩施工作业所需空间小、振动小、噪声较低，因此对复杂环境的适应性极强。

2高压旋喷桩在堤防大坝防渗方面应用的现状
使用传统的方式对堤防大坝渗漏的问题进行预防所使用的方式主要有填充式
灌浆法，喷射式灌浆法等等。

填充式灌浆法在操作的过程当中主要是将自身浆液
的自重力进行有效的利用，然后对浆液进行自动的灌注，虽然它可以对大坝当中
的一些孔洞和缝隙进行有效的填补，但是最终式的防渗效果并不是很理想。

相比
之下，喷射式灌浆法也就是本文所分析的高压旋喷桩方法的防漏效果相对较好，
而且它的使用范围也比较广，在实践的过程当中能够对大坝当中大部分的渗漏问
题进行有效的解决。

高压旋喷桩的操作方法是使用高压泵将预定好的水泥浆进行
加压，然后使用专业的机器对土体进行冲击以及切割，然后将水泥浆和土体进行
强制性的搅拌填充之后，使得堤防大坝形成一种新的有强度的地下防渗结构。

在
实际使用的过程当中，这种方式能够对堤防大坝的防渗能力和承载能力进行有效
的提高。

而且使用该技术对堤防大坝进行防渗的过程当中，墙体的强度能够达到
最大的变化程度，它可以是几兆帕也可以是十几兆帕，而且最终的渗透系数也相
对较低，所以高压旋喷装技术不仅是地基加固措施，同时也是一种效果非常高的
防渗防水措施。

除此之外，在施工的成本和效果方面也具有成本低，加固效果好，施工花费的时间少等特点，因此在防渗加固工程当中，高压旋喷桩技术的使用范
围较为广泛，它能够对水坝存在的防护问题进行有效的解决。

该技术对大坝的防
渗功能进行加强的过程当中存在的一些实际问题，具有一定的研究意义，而且大
坝在第1次进行施工建设的过程当中，由于技术的问题就会使得大坝的质量，为
后期的使用埋下安全隐患，再加上受到施工条件的影响或者建筑材料的影响以及
时间的推移，使得大坝的强度，没有达到预期的目标。

但对于大坝运行时间较长
的特点来说，高压旋喷桩的技术也会随着大坝在使用过程当中的墙体老化，而逐
渐出现防渗效果退化的现象。

除此之外，对于存在蚂蚁巢或者大坝上面的树木杂
草较多的情况，也会使得大坝的防渗效果大大降低。

3高压旋喷桩在堤防大坝防渗方面施工技术要求
3.1施工现场准备工作
（1）在施工中，严格执行三级交底制和首件工作认可制，对经监理工程师批准的施工技术方案，向现场技术员和作业人员进行技术交底。

准备充足的水泥加
固料和水。

水泥及施工用水等工程材料需经见证取样并检测合格后才能进场使用。

（2）根据坝体实际宽度，事先计算出第一排的桩基数量，计算公式为：总宽度
/1.5-1。

此段坝体净宽度为11.05m，设计间距为1.5m，按梅花形布设，经计算，
第一排横向为7根，第二排为6根，对每个孔位进行编号，根据设计要求建立钻
孔深度台账，方便成桩后检测桩长等。

（3）实行首件工程认可制，用以确定各
种试验参数，总结施工经验，确定试桩3根。

试喷桩钻孔直径为75mm，采集成
桩直径为500mm的治理效果，确定施工参数，用来指导后续大面积作业。

（4）
固结材料采用水泥和水玻璃双液方式注入，水玻璃掺配量为水泥重量的3%，水
泥浆放置时间不超过2h，制备好的浆液不得离析，不得有结块，供浆要连续。

（5）采用饮用水配制水泥浆液，配制前需对水、水泥等检验合格并经监理工程
师认可才能使用。

3.2旋喷
喷浆管插入到设计深度后，依次开动高压水泵和空气压缩机，检查压力是否
达到设计要求，如果达不到，检查密封与喷嘴的状况是否正常；如果压力正常，
开动水泥注浆泵。

一般压缩空气可晚送30s。

喷头在预定深度喷射时，只旋转不
提升，停留喷射1~3min后再提升，确保下部固结体质量。

在喷射施工中，应随
时测定注浆管转速、提升速度，水、浆、气压力及流量等数据，根据事先确定的
喷浆技术参数进行调整修正。

若出现问题，应及时调整设备或采取补救措施。

在喷射提升注浆管时，拆卸注浆管速度要快，重复喷射的上下搭接长度不小于
0.3m，保证桩体底部与持力层具有较好的连接性。

在喷射施工中，应注意孔内返
浆情况。

一般返浆量小于注浆量的20%时为正常现象，超过20%或完全不返浆时，应及时分析原因，问题解决后再继续施工。

喷浆过程中，时刻监测桩机垂直度，
避免因振动或泥土湿陷引起桩机倾斜导致产生过大偏差。

结语
我们已经对高压旋喷桩在堤防大坝施工过程当中产生的作用进行了初步的了解，虽然使用该技术进行具体的施工操作能够具有较高的使用效果，但是在实际
操作时也会存在质量和安全等多项问题，值得我们注意。

就目前的情况来看，我
国相关部门对于高压旋喷桩施工过程当中存在的问题非常重视，也在不断地寻找
措施对该技术进行优化。

相信随着该技术的深入发展，一定会使其最终的使用效
果逐渐提高，最终达到提高堤防大坝防渗能力的效果。

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